Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов»



Скачать 111.29 Kb.
Дата24.10.2014
Размер111.29 Kb.
ТипПояснительная записка

(...В представленной на сайте версии работы изменены числовые данные. Для получения данной работы с корректными величинами или заказа подобной новой работы, обратитесь на www.diplomant-spb.ru ...)

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» на тему Однооборотная измерительная головка.
1.Содержание:
1.Техническое задание. 1

1.Вводная часть. 1

1.Расчётная часть. 1

1. Библиографический список. 11


Приложения: Графическая часть 1 лист ф А1, спецификация лист А1;

1 листа ф А1.; 1 электронные таблицы Excel.

1.Техническое задание Вариант-Тема 1 -1 шифр 1111111111

Однооборотная измерительная головка.

Область применения:

Однооборотная измерительная головка служит для измерения перемещения стержня (шпинделя).

Технические требования:
1.Основная погрешность показаний прибора не должна превышать ....,
диапазон измерений -1-6 мм, цена деления шкалы-1,11 мм.

Общий ход измерительного рычага должен превышать предел измерений не менее чем на 1,1 мм.

Ход измерительного рычага должен быть плавным, без заеданий и остановок.

Лицевая сторона циферблата должна быть светлого тона.

Диаметр шкалы не более 61 мм.

Расстояние между штрихами шкалы должно быть не менее 1,9 мм, ширина штрихов - в пределах 1,1 мм. Штрихи и цифры должны быть отчетливы, черного цвета.

Ширина стрелки в части, находящейся над штрихами, должна быть

1,1 мм. Конец стрелки должен перекрывать короткие штрихи шкалы не менее чем на 1,1 мм и не более чем на 1,8 мм их длины. Высота расположения стрелки над шкалой не должна превышать 1,1 мм.

Циферблат прибора должен быть закрыт органическим или силикатным | стеклом. I

Рабочая поверхность измерительного рычага должна быть армирована ' твердым сплавом. Наружные нерабочие поверхности должны иметь противокоррозийное покрытие.

Наработка до первого отказа не менее 111111 двойных ходов с
доверительной вероятностью Р=1,81.




1.Вводная часть.

Однооборотная измерительная головка а- общий вид; б- конструктивная схема

Рис.1

Схема и краткое описание
Стальной измерительный стержень 1, оснащенный наконечником 1, пере­
мещается в направляющей втулке 1 (рис.1,а). На стержне неподвижно закре­
плена насадка 1 (рис. 1,6), в которой твердосплавный наконечник играет роль

толкателя синусного механизма. Арретир 1 предназначен для подъема изме­


рительного стержня. Синусный и кулисный рычаги выполнены в виде одного
двухплечего рычага 11. Кулиса, воздействуя на штифт планки, закрепленной
на зубчатом секторе 11, заставляет его поворачиваться.
Эта планка
находится на одной оси с зубчатым сектором и соединяется с ним при
помощи регули­ровочного винта, расположенного в круговом пазу. Поворот
сектора через центральный триб передается на стрелку 7.
Отвод стержня 1 вверх осуществ­ляется арретиром 1.
Установка шкалы на нуль осуществляется винтом 11, воздействующим на
рычаг 9, который поворачивает нижнюю плату 11 отно­сительно оси 8.
Ободок 6 (рис.1, а) крепит защитное стекло прибора. Спи­ральная пружина
предназначена для ликвидации мертвого хода в зубчатой передаче. Прибор
имеет однооборотную круговую шкалу.
1.Расчётная часть.
1.1. Расчет параметров шкального отсчетного устройства.
1.1.1. Необходимое число делений отсчетного устройства

где xmax- xmin- заданный диапазон показаний по отсчетному устройству,


c - цена деления.
1.1.1. Число делений, которое можно разместить на шкале:

где Lстр=18 мм- длина стрелки прибора, β =1,1π- рабочий угол шкалы


( ). Диаметр шкалы (или ее рабочая длина) оговорены в
техническом задании. Dшк =61 мм
[yiдел ]- наименьшая допускаемая длина деления, следует принять
[yiдел ]= 1,1 мм.
1.1.1. Чувствительность механизма прибора (отношение изменения координаты
ведомого звена к изменению координаты ведущего звена)

где у iдел - длина деления, с - цена деления.
Приведем на отдельном формате А1 эскиз шкалы прибора.
При проектировании будем придерживаться следующих положений:


  1. Длину деления (1мм) , ширину (1,1) и высоту (1)рисок выберем с учетом данных, представленных в табл.1

  2. Ширину рисок шкалы и указателя положим одинаковыми.

  3. Во избежание параллакса, риски шкалы и указателя должны лежать по возможности в одной плоскости.

  4. Риски должны быть четко видны на фоне шкалы (черный цвет на желтом фоне - хорошая контрастность, белые риски на черном фоне - меньшая утомляемость оператора).

  5. При диаметре шкал 61-81 мм на них можно разместить не более 11-11 цифр. Количество неоцифрованных рисок (коротких рисок в промежутке) выбирается по условию обеспечения удобного отсчета по шкалам. Число отсчета должно состоять не более, чем из трех цифр.

Конструкция прибора должна предусматривать возможность установки шкалы


на нуль и изменения передаточного отношения (чувствительности) прибора.
1.1. Расчет параметров зубчатой передачи прибора
1.1.1. Передаточное отношение зубчатой передачи должно быть выбрано по
табл.1 в соответствии с темой задания. Число зубьев триба в передаче прибора
принимаем равным 11.
Параметры (Однооборотная ИГ):Диапазон углов поворота стрелки прибора-
α=161° . Диапазон углов поворота ведомого звена рычажного механизма
-ψ=11° (±11)
Передаточное отношение зубчатой передачи-11

      1. Передаточное отношение зубчатой передачи iΣ =11 выбрано из
        табл.1 в соответствии с темой задания.

      2. Передаточное отношение первой зубчатой пары (сектор - триб) iΣ = i1-1= 11 примем z1=11; m=1,1 мм; тогда z1= i1-1*z1=111; d1=m*z1= 1,1 мм. d1=m*z1= 18,8 мм . Межосевое расстояние зубчатой пары αω= m*(z1+ z1)/1=11,6

      3. Расчет наибольшей кинематической погрешности зубчатой передачи произведем по методу максимума-минимума.

где k - коэффициент вероятности, рекомендуется принять к=1,7;

F1;F1 (мкм) - допуски на наибольшую кинематическую погрешность зубчатых колес с z1 , z1 соответственно (Fi= Fp +ff) где Fp - допуск на накопленную погрешность шага по зубчатому колесу (табл. 6);

ff— допуск на погрешность профиля зуба (табл. 7);m- модуль зацепления зубчатых пар, мм;

Принимая степень точности 1

F1=6+1=9мкм

F1=8+1=11мкм
Погрешность положения стрелки прибора по шкале, вызванная наличием
кинематической погрешности зубчатых колес

Δу= Δφ*r=1,11971*11=1,191мм


Эта погрешность не должна превышать 1/1 длины деления ШТО

у1дел =β* Lстр/nто=18*1,1*π/111=1,199


Условие выполняется.
1.1. Расчет оптимальных значений параметров рычажного
механизма
1.1.1. Расчет длины синусного рычага l 1
Cогласно (1)

. Диапазон углов поворота ведомого звена кулисного механизма не должен


превышать значений, указанных в табл. 1, если принять L/l1=1,1, то диапазон
углов поворота рычага синусного механизма для однооборотной
ИГ φ =ψ/1=±11° =(±1,11рад)/1,1 ; для однооборотной ИГ l1 > (xmax - xmin)

l1> 6=11



Рис1.


1.1.1. Расчет оптимальных значений параметров рычажного механизма из
условия наименьшей погрешности схемы (теоретической погрешности).
В измерительных приборах с линейной шкалой, представленных для

разработки в курсовом проекте, используется двухрычажный синусно-

кулисный механизм внешнего зацепления с ведущей кулисой. Все рычажные

механизмы имеют нелинейную характеристику, и в приборах с линейной

шкалой это является причиной появления систематической погрешности.

Нанесение неравномерных шкал - процесс нетехнологичный. Поэтому, по мере

возможности, неравномерные шкалы заменяют равномерными. В результате

такой замены возникает так называемая погрешность схемы, описываемая

уравнением
Δyт.сх= F(x,qi )-S*x
Оптимальным был бы вариант, при котором на всем рабочем диапазоне работы
Δyт.сх была бы равна нулю, однако никакой подбор параметров схем не

позволит добиться этого. Зависимость угла поворота кулисного рычага 1 от


угла поворота кулисы 1 найдем, воспользовавшись теоремой синусов, из
треугольника ADC (рис. 1) имеем

L/sin (γ-φ)=l1/sinφ, следовательно, γ= arcsin(L/l1*sinφ) +φ,


где L- расстояние между осями поворота кулисы 1 и кулисного рычага 1;
l1- длина рычага синусного механизма;
l1-длина кулисного рычага 1
Для кулисного механизма угол поворота кулисного рычага
γ = arcsin (L/l1*sin φ) +φ .
для синусного механизма sin φ = х/l1 φ=arcsin x/l1,
Подставляя , получим функцию положения (характеристику)всего рычажного
механизма:
γ = arcsin (L/l1* x/l1) +arcsin x/l1
При работе механизма углы не превышают 11-11 градусов, поэтому с
достаточной степенью точности можно для упрощения расчета заменить
тригонометрические функции отрезками степенного ряда.
Следовательно, если обозначить g=L/l1 получим

y = gx/l1+1 /6g1(x/l1)1+ x/l1+1 /6(х/l1)1


Из-за нелинейности характеристики двухрычажного передаточного механизма
прибора с линейной шкалой ,появляется схемная погрешность положения
стрелки на шкале
Δyт.сх =У- Sx = Lстрz1/z1 [ gx/11 +1/6g1*(x/l1)1+ x/l1+ 1/6(x/l1)1 –S*x,
где Lстр - длина стрелки прибора.

Обозначим


а=Lстр (z1/z1)/l1; b=a/6l11;

тогда:
Δyт.сх =y - Sx = ax+agx+bg1 x1 – bgx1-Sx.


1.1.1.1. Подготовка исходных данных.
В задачах оптимизации нужно определить целевую функцию (матема­тическую
модель) и правильно наложить необходимые ограничения. Погрешность (1)
носит систематический характер, никаким подбором параметров мы не сможем
обеспечить равенство нулю этой погрешности на всем диапазоне, но мы можем
подобрать параметры таким образом, чтобы сумма отклонений от линейной
зависимости на всем диапазоне была наименьшей (в заранее заданных точках
шкалы). Для заполнения рабочей таблицы Excel, нужно вычислить значения
исходных данных:
g=L/l1=1,1...1,1;
a=Lстр(z1/z1)/l1=18*11/11=11,6
b= a/6l11=11,6/(6*111)=1,116
1.1.1.1..Ввод данных в рабочую таблицу.
Заполним шапку таблицы и введём постоянные величины (см. табл.1)
В столбце А укажем значения измеряемой величины в 11-и точках для полови
ны диапазона шкалы с шагом Δх=(хmах - xmin)/11. Расчеты можно производить,
для половины диапазона, так как механизм имеет симметричную характери­
стику. Введём расчетные формулы в ячейки рабочей таблицы. Для упроще-

ния расчетов в отдельных столбцах таблицы поместим значения коэф­


фициентов формулы). Введём в любую ячейку вне таблицы (напри­мер, в
ячейку $1$1) начальное значение параметра g (например, 1,1).
ПРИМЕЧАНИЕ. Для того, чтобы увидеть все формулы рабочей таблицы,
дадим команду СЕРВИС/ПАРАМЕТРЫ и в диалоговом окне ПАРАМЕТРЫ на
вкладке ВИД установим флажок ФОРМУЛЫ.

1.1.1.1. Нахождение оптимального решения.


Для уменьшения Δyт.сх можно воспользоваться одним из двух способов.
1-й способ. Данный способ основан на использовании математическо­го
аппарата программы Поиск решения табличного редактора Excel, кото­рая
служит для нахождения оптимальных решений. Цель расчета - найти такое
значение параметра g, при котором сумма отклонений характе­ристики
механизма от линейной зависимости в 11 точках шкалы для половины
диапазона измерений была бы наименьшей
Данный способ подразумевает использование надстройки ПОИСК РЕШЕНИЯ,
которая установлена в применяемой версии Excel. Поэтому применим второй
способ.
1-й способ. Использование функций наименее отклоняющихся от нуля
(см [1], стр. 118-166).
Для расчета значения параметра g= L/l1, при котором теоретическая
погрешность будет минимальной, можно использовать много­член 1-й степени
Ρ1(χ)=χ1-1,71χ для нормированного промежутка [от -1 до +1]. В рабо­чей
таблице щелкнем на ячейке, где вписана формула для теоретической
погрешности, соответствующая 9-й точке шкалы для поло­вины диапазона
(ячейка Η11) и дадим команду СЕРВИС ПОДБОР ПАРАМЕТРА.
В появившемся окне " ПОДБОР ПАРАМЕТРА" в поле Установить в ячейке
введём номер ячейки H11, в поле Значение введём 1 (данная точка шка­лы
соответствует корню многочлен 1-й степени Р1(х)=х1-1,71х, в поле
Измение значения ячейки введём адрес ячейки $1$1 (куда помещено начальное
значение параметра g) и нажмём ОК. Посмотрим результат подбора,
отражаемый в диалоговом окне Результат подбора параметра. Щелкнем ОК,
чтобы сохранить полученные значения ячеек, участвовав­ших в операции.
В результате расчета определено оптимальное зна­чение параметра
g= L/l1 = 1,111 следовательно, L= g* l1.
Примем L=11...11 мм=11 мм, тогда 11=11...11/ g. =11/1,111=11,69 мм
1.1.1.1. Корректировка передаточных отношений (чувствительности)
преобразователей.
Передаточные отношения преобразователей объединяет одно уравнение

связи S = a1дел/c =S1*S1*S1*S1. (11)


В результате расчета оптимального параметра g изменилось значение S1=g+1,
поэтому, в соответствии с уравнением (11), следует рассчитать новое значение
Si,S1 или S1 и проверить выполнение условия (11).
Рассчитанные значения размеров поместим в сводную таблицу 1.
Таблица 1


L

l1

l1

Z1

Z1

Lстр

11

11

11,69

111

11

18

1. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной;

1.Аруцов Ю. Α., Слободянюк И.М. Конструирование элементов приборов: Учеб. пособие.- Л.: СЗПИ, 1987.


1.Элементы приборных устройств: Курсовое проектирование. 1.1/Под ред. О.Ф. Тищенко.- М.: Высш. школа, 1978.
1.Элементы приборных устройств: Курсовое проектирование. Ч.1/Пор ред. О.Ф. Тищенко.- М.: Высш. школа, 1978.

Дополнительный:


1.Средства для линейных измерений: /Сорочкин Б.М.,Тененбаум Ю.З., Курочкин А. П., Виноградов Ю. Д. - Л.: Машиностроение, 1978.- 161 с.
1.Справочник конструктора точного приборостроения / Под ред. К. Н. Явленского.-Л.: Машиностроение, 1989.-791с.



Похожие:

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к курсовому проекту «Детали машин»
Спроектировать привод к конвейеру по схеме. Мощность на ведомом валу редуктора P3 = 3 кВт и W3 = 2,3  рад/c вращения этого вала
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Методы численного анализа» на тему «Ортогональное разложение матриц и его применения»
Главный упор делается на использование ортогональных преобразований в задаче нахождения всех собственных числе (в том числе кратных...
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к курсовому проекту по курсу «Схемотехника эвм»
Использовано 5 литературных источников. Графическая часть включает в себя 4 документа: схему электрическую функциональную (Э2), схему...
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к курсовому проекту по курсу: «Системы реального времени»
Их производительность и объем памяти вполне достаточны для решения множества бытовых и промышленных задач, а архитектура ядер многих...
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к проекту приказа

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к дипломному проекту (работе)

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к курсовому проекту по курсу «Методы и способы компьютерных информационных технологий» на тему «Разработка программных способов для просмотра графических файлов, создание графических эффектов»
«Разработка программных способов для просмотра графических файлов, создание графических эффектов»
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине
Локальные системы управления" учебного плана специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах" для студентов...
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconПояснительная записка к проекту федерального закона «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию»

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование измерительных приборов» iconМетодические указания к курсовому проекту для студентов специальностей 551630, 050732 «Стандартизация метрология и сертификация» Павлодар
В методическом указании приводятся рекомендации к выполнению курсового проекта обучающихся по дисциплине “Метрология”
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org